南开大学张晓丹AFM：刮刀涂布结晶控制宽带隙 FACs 基钙钛矿太阳能电池

知光谷 · 公众号 · · 2024-11-18 08:30

正文

将钙钛矿太阳能电池转化为商业生产需要先进的可扩展沉积技术。然而，使用叶片涂层方法沉积高质量的钙钛矿薄膜带来了挑战，尤其是在控制钙钛矿的成核和结晶方面。

在本研究中， 南开大学张晓丹等人 通过将 1H-乙酸咪唑（IMAc）和 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF 4 ）两种离子液体同时掺入前驱体溶液中，提出了一种控制成核和结晶的有效方法。这种创新策略引发了 IM 和 BMIM 阳离子之间的 π-π 相互作用，从而增强了阳离子与 Pb-I 框架之间的相互作用。与 Pb-I 框架相互作用的竞争机制有效抑制了不利中间相的形成，从而实现了从 NMP + PbI 2 到 α-钙钛矿的单一结晶途径。因此，该方法有效地减少了缺陷并提高了 α-钙钛矿薄膜的晶体质量。

基于这种策略，通过叶片涂层法制备的 p-i-n 宽带隙钙钛矿器件的功率转换效率提高到 21.31%，是该技术为 1.68 eV 带隙 FAC 基钙钛矿实现的最高效率之一。因此，这种方法成为一种可行的突破性策略，可能会释放钙钛矿太阳能电池的全部潜力。